(57)【要約】【課題】ダストキャッチャ内に配置されたサイクロンのダストによる摩耗を低減させる高炉ガス用ダストキャッチャを提供する。【解決手段】高炉ガス用ダストキャッチャの容器１内に、高炉より排出されるダストを含むガスが導入される拡大管９の回りで且つ容器１の内壁に複数のサイクロン１１が配置され、ダストが分離されたガスを排出するガス排出管１３が設けられ、拡大管９の上部外周と容器１の内周の間に容器１を上下に仕切る仕切り板１０が設けられ、容器１の内壁に配置するサイクロン１１を曲管１８から導入されたガスが拡大管９で偏流する側と対向する位置を除く位置に配置し、容器１の内壁に配置するサイクロン１１を曲管１８から導入されたガスが拡大管９で偏流する側の位置を除く位置に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の頂部のダクトと曲管により接続されている高炉ガス用ダストキャッチャの容器内に、高炉より排出されるダストを含むガスが導入される拡大管が配置され、前記拡大管の回りで且つ前記容器の内壁に複数のサイクロンが配置され、前記容器の上部に、容器内でダストが分離されたガスを排出するガス排出管が設けられ、前記拡大管の上部外周と容器の内周の間に容器を上下に仕切る仕切り板が設けられ、前記容器内が仕切り板の下側に前記拡大管から流出するガスから前記サイクロンでダストを分離する領域と、仕切り板の上側にサイクロンによりダストが分離されたガスを前記排出管に排出する領域とに仕切られている高炉ガス用ダストキャッチャにおいて、
容器の内壁に配置するサイクロンを曲管から導入されたガスが拡大管で偏流する側の位置を除く位置に配置したことを特徴とする高炉ガス用ダストキャッチャ。
【請求項２】
前記サイクロンにガスを導入する粗粒分離ガス導入管の入口を前記高速ガスが流入する方向の反対側に設けることを特徴とする請求項１記載の高炉ガス用ダストキャッチャ。
【請求項３】
前記容器内の拡大管の下方に、各サイクロンの側面の下部に内接する環状のダスト再飛散防止板を前記容器の壁と間隔をおいて形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の高炉ガス用ダストキャッチャ。
【請求項４】
前記各サイクロンにそれぞれ捕捉されたダストの排出口をダストキャッチャの系外に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の高炉ガス用ダストキャッチャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉から排出されるダストを含むガスからダストを分離する高炉ガス用ダストキャッチャに関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉から排出されるガスは製鉄所内で燃焼ガスとして使用されるが、高炉のガスは装入された原料から飛散したダストなどを含んでいるためにそのままでは使用することができないので、高炉に付帯するガス清浄系統で処理して清浄にした後に加熱炉やボイラなどの熱源に利用される。ガス清浄系統では高炉から排出されるガス中のダストを粗集じんする設備として、ダストキャッチャが配置されている。
【０００３】
図６は高炉とダストキャッチャの配置を示す図である。
【０００４】
図６において、高炉１５で発生したダストを含むガスは、高炉１５の頂部のダクト１６とダストキャッチャ１７のガス導入管８を接続している曲管１８を通ってダストキャッチャ１７に導入されてダストが分離される。
【０００５】
ダストキャッチャの集じん効率の向上を目的として、特許文献１に開示されているように、ダストキャッチャの容器内の周囲の複数箇所に、拡大管を出たガスにサイクロンにより旋回流を与え、旋回流によりガス流に同伴されていた中粒子、細粒子のダストを補足するようにしたダストキャッチャが知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
図７（ａ）は容器内にサイクロンを備えた従来の高炉ガス用ダストキャッチャの縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０００７】
図７において、ダストキャッチャの容器１は、中央部の筒状体２と、その上部と下部にそれぞれ円錐状筒３，４が一体に連設されている。上部の円錐状筒３にはダストが分離されたガスが排出されるガス排出管５が接続されている。ガス排出管５は、その下流のスクラバーなどの処理装置に接続される。下部の円錐状筒４にはガスから分離されて下降したダスト６が堆積する。下部の円錐状筒４の底には堆積したダスト６を排出するためのバルブ７が設けられている。
【０００８】
上部の円錐状筒３から筒状体２の内部の中心には上下方向に、高炉からのガスが上部の円錐状筒３の外側から導入されるガス導入管８に続いて、直径が末広がりに徐々に拡大した拡大管９が一体に接続されている。ガス導入管８から導入された高炉からのガスは拡大管９を通って下端の開口から流出する。
【０００９】
筒状体２の内周には、拡大管９と筒状体２に固定された仕切り板１０と、筒状体２の壁により間隔をおいて複数のサイクロン１１が支持固定されている。図５では４基のサイクロン１１が等間隔に設けられている。サイクロン１１は、遠心力を利用して旋回流により固気分離する従来から知られている集じん器である。仕切り板１０は、ガスからダストを分離する領域と、ダストが分離されたガスを流出させる領域を仕切るための板である。仕切り板１０の下側が拡大管９からガスが流出したガスから粗粒子を分離し、粗粒子を分離したガスから中粒子、細粒子を分離するサイクロン１１が設けられた下側の円筒体２の領域であり、仕切り板１０の上側がダストが分離されたガスを流出させるサイクロン１１のガス流出管１３が開口した上側の円錐状筒３の領域である。
【００１０】
サイクロン１１の上部には粗粒分離ガス導入管１２がサイクロン１１の接線方向に接続されている。拡大管９の下部の開口から流出し、粗粒子が分離されたガスがサイクロン１１内へ接線方向に導入される。サイクロン１１の中心には中粒子、細粒子のダストを分離したガスを上部の円錐状筒３へ流出させるガス流出管１３が仕切り板１０から突出して開口している。
【００１１】
サイクロン１１の下部は、容器１の外に通じる、ダストを排出するダスト排出ダクト１４に接続されている。
【００１２】
次に、上記のダストキャッチャの動作について説明する。
【００１３】
図７において、高炉から排出されたダストを含むガスがガス導入管８を通って拡大管９に入り下方へ向い、拡大管９の開口から流出する。流出したガスは上方に反転するが、この際、ガス中に含まれる粗粒子および質量が大きい粒子のダストは、重力沈降によりガス流れから分離されて下降し、下部の円錐状筒４に堆積していく。
【００１４】
粗粒子が分離されたガスは、上方に反転して上昇し、粗粒分離ガス導入管１２からサイクロン１１内へ接線方向に導入される。
【００１５】
サイクロン１１へ接線方向に導入されたガスは、旋回流となって中粒子、細粒子のダストが分離されて下降し、下部に溜まる。ダストが分離されたガスはサイクロン１１内のガス流出管１３を抜けて上部の円錐状筒３を通って排出管５から排出される。サイクロン１１の下部に溜まったダストは、ダスト排出ダクト１４から容器１の外へ排出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開昭５５−２１５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前記従来のダストキャッチャでは、容器内に配置された複数のサイクロンの最適な平面配置が開示されていない。また、ダスト排出管１４はガス導入管８から流出する高炉から排出される、高炉から排出されるダストを含むガスの流れと直交するため磨耗が激しかった。
【００１８】
そこで、本発明は、高炉から排出されるダストを含むガスからダストを分離するダストキャッチャにおいて、ダストキャッチャ内に配置されたサイクロンの最適な平面配置の特定、及び前記ダストによるサイクロンの摩耗を低減させる高炉ガス用ダストキャッチャを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、高炉の頂部のダクトと曲管により接続されている高炉ガス用ダストキャッチャの容器内に、高炉より排出されるダストを含むガスが導入される拡大管が配置され、前記拡大管の回りで且つ前記容器の内壁に複数のサイクロンが配置され、前記容器の上部に、容器内でダストが分離されたガスを排出するガス排出管が設けられ、前記拡大管の上部外周と容器の内周の間に容器を上下に仕切る仕切り板が設けられ、前記容器内が仕切り板の下側に前記拡大管から流出するガスから前記サイクロンでダストを分離する領域と、仕切り板の上側にサイクロンによりダストが分離されたガスを前記排出管に排出する領域とに仕切られている高炉ガス用ダストキャッチャにおいて、容器の内壁に配置するサイクロンを曲管から導入されたガスが拡大管で偏流する側の位置を除く位置に配置したことを特徴とする。
【００２０】
前記構成において、サイクロンの接線方向にガスを導入する粗粒分離ガス導入管を前記対向する位置とサイクロンを挟んで反対側の位置に配置してもよい。
【００２１】
また、前記構成において、前記容器内の拡大管の下方に、各サイクロンの側面の下部に内接する環状のダスト再飛散防止板を前記容器の壁と間隔をおいて形成してもよい。
【００２２】
また、前記各サイクロンで捕捉されたダストの排出口を、サイクロンごとにダストキャッチャの系外に設けてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、発明者らの種々の事前試験により判明した高炉とダストキャッチャを接続している曲がり管１８の影響で、高炉に対抗する位置ではガス流速が高速になることに着目し、高速ガス側にサイクロンを配置しないため、高速ガスがサイクロンの粗粒分離ガス導入管に導入されるまでの距離が長くなるため、拡大管から排出されて、粗粒分離ガス導入管に導入されるまでの滞留時間が長くなるため、重力沈降による粗粒分離が強化され、全体の除塵率を向上させる。また、粗粒を多く含む高速ガスがサイクロンに流入することを防止でき、サイクロンへ流入する処理ガスの速度が抑えられるので、サイクロンの粒子による摩耗が極端に低減する。その結果、従来のダストキャッチャに比べて保守作業が軽減される。
【００２４】
また、本発明では、サイクロンにガスを導入する粗粒分離ガス導入管の入口を前記高速ガスが流入する方向の反対側に設けることにより、前記高速ガスが粗粒分離ガス導入管に導入されるまでの距離をさらに長くすることができ、前記除塵率を向上させる効果と磨耗を低減する効果を、さらに改善することができる。
【００２５】
また、本発明では、環状のダスト再飛散防止板を形成することによりサイクロンでガスから分離され、容器内を降下する中粒子、細粒子のダストが再飛散してガス排出管５を経て後続のガスに同伴されるのを防止できる。
【００２６】
また、各サイクロンで捕捉されたダストの排出口を、サイクロンごとにダストキャッチャの系外に設けることにより、主としてガス導入管８を経て除じんされる粗粒ダストと主としてサイクロンで除じんされる中粒子、細粒子ダストとの利用方法が違う場合は分別して回収することができ、引用文献１のようにダスト排出ダクトをガス導入管から流出するダストを含むガスの流れと直交させないので、ダスト排出ダクトの粒子による磨耗が極端に低減する。その結果、従来のダストキャッチャに比べて保守作業が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は本発明のダストキャッチャの縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】曲管からガス導入管及び拡大管に導入されたガスの流れを示す図である。
【図３】曲管とサイクロンの配置を示す図である。
【図４】本発明のダストキャッチャの別実施例の図である。
【図５】本発明のダストキャッチャの別実施例の図である。
【図６】高炉とダストキャッチャの配置を示す図である。
【図７】従来のダストキャッチャを示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１（ａ）は本発明の高炉ガス用ダストキャッチャの縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【００３０】
図１において、ダストキャッチャの容器１は、中央部の筒状体２と、その上部と下部にそれぞれ円錐状筒３，４が一体に連設されている。上部の円錐状筒３にはダストが分離されたガスが排出されるガス排出管５が接続されている。ガス排出管５は、スクラバーなどの次の処理装置に接続される。下部の円錐状筒４にはガスから分離されて下降したダスト６が堆積する。下部の円錐状筒４の底には堆積したダスト６を排出するためのバルブ７が設けられている。
【００３１】
上部の円錐状筒３から筒状体２の内部の中心には上下方向に、高炉からのガスが上部の円錐状筒３の外側から導入されるガス導入管８に続いて、直径が末広がりに徐々に拡大した拡大管９が一体に接続されている。ガス導入管８から導入された高炉からのガスは拡大管９を通って下端の開口から流出する。
【００３２】
筒状体２の内周には、拡大管９と筒状体２に固定された仕切り板１０と、筒状体２の壁により間隔をおいて複数のサイクロン１１が支持されている。図４では４基のサイクロン１１が等間隔に設けられている。サイクロン１１は、遠心力を利用して旋回流により固気分離する従来から知られている集じん器である。サイクロン１１は、拡大管９の下部の開口から流出し、粗粒子が分離されたガスをサイクロン１１の接線方向へ導入するための粗粒分離ガス導入管１２が設けられている。サイクロン１１の中心には中粒子、細粒子のダストを分離したガスを上部の円錐状筒３へ流出させる流出管１３が仕切り板１０から突出して開口している。
【００３３】
仕切り板１０は、ガスからダストを分離する領域と、ダストが分離されたガスを流出させる領域を仕切る板である。本実施例では仕切り板１０の下側が拡大管９からガスが流出したガスから粗粒子を分離し、粗粒子を分離下ガスからダストを分離するサイクロン１１が設けられた下側の円筒体２の領域であり、仕切り板１０の上側がダストが分離されたガスを流出させるサイクロン１１のためガス流出管１３が開口した上側の円錐状筒３の領域である。
【００３４】
図２は曲管からガス導入管及び拡大管に導入されたガスの流れを示す図である。
【００３５】
図６に示すとおり高炉の頂部とダストキャッチャのガス導入管８との間に接続される配管は、高炉の頂部とダストキャッチャを平面的に配置するために、ガス導入管に接続する配管は曲管１８となっている。そのため、曲管から導入されたガスがガス導入管８と拡大管９の高炉に対抗する側の高速ガス領域２２に偏流するとともに、拡大管９の偏流した側のガス流れの速度が大きいことが判明した。そのため、偏流した側の重力沈降による粗粒分離が不充分であるとともに、前記ガス流れ速度が大なることによりサイクロン１１が粗粒子、中粒子、細粒子のダストを含む高速のガスに曝されて摩耗が大きいという現象が生じている。
【００３６】
重力沈降による粗粒分離を充分に行うとともに、サイクロン１１が高速のガス流れの影響を受けて摩耗するのを防止するため、拡大管９から流出した高速のガスにサイクロン１１に曝されないように、また高速のガスがサイクロン１１の粗粒分離ガス導入管１２へ導入されないようにする。曲管１８から導入されたガスが拡大管９で偏流する側を除いた位置に複数のサイクロンを配置する。
【００３７】
曲管とサイクロンの配置の関係を示す図３において、図３（ａ）では、サイクロンが偏流した側にあるため、高速のガスの拡がり管流出後から粗粒分離ガス導入管到達までの滞留時間が短く、にサイクロン１１が曝されて摩耗するためにサイクロン１１の配置が適切でない。これに対して、図３（ｂ）は、拡大管９から流出した高速のガスにサイクロン１１に曝されないように配置されているので、粗粒分離が強化され、サイクロンの摩耗を低減させることができる。図3（ｃ）は高速のガスがサイクロン１１の粗粒分離ガス導入管１２へ導入されない方向に向いているので、さらに粗粒分離が強化され、サイクロンの摩耗を低減させることができる。図３（d）は高速ガス領域が広いときに対応するためにサイクロン１１の配置されていない範囲を広く取った例である。
【００３８】
次に、ダストキャッチャの動作について説明する。
【００３９】
高炉から排出されたダストを含むガスがガス導入管８を通って拡大管９に入り下方へ向い、拡大管９の開口から流出する。流出したガスは上方に反転するが、この際、ガス中に含まれる粗粒子および質量が大きい粒子のダストは、重力沈降によりガス流れから分離されて下降し、下部の円錐状筒４に堆積していく。
【００４０】
粗粒子が分離されたガスは、上方に反転して上昇し、粗粒分離ガス導入管１２からサイクロン１１内へ接線方向に導入される。
【００４１】
サイクロン１１へ接線方向に導入されたガスは、旋回流となって中粒子、細粒子のダストが分離されて下降し、下部の円錐状筒４の底に溜まる。ダストが分離されたガスはサイクロン１１内の流出管１３を抜けて上部の円錐状筒３を通って排出管５へ排出され、スクラバーなどの次の処理装置へ送られる。
【００４２】
サイクロン１１はその粗粒分離ガス導入管１２が高速の偏流したガス流れに直接影響を受けないように拡大管９で偏流する側を除いた位置に配置しているので、粗粒分離を強化するとともに、サイクロンの摩耗を防止することが可能となる。
【実施例２】
【００４３】
図４は本発明のダストキャッチャの別実施例の図である。図１に示すダストキャッチャと同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４４】
本実施例では、前記実施例１と同様に、サイクロン１１はサイクロン１１の粗粒分離ガス導入管１２が高速のガス流れに直接影響を受けないように拡大管９で偏流する側を除いた位置に配置する。
【００４５】
さらに、拡大管９の下方に、各サイクロン１１の側面の下部に内接する環状のダスト再飛散防止板１９を形成する。ダスト再飛散板１９は下向きに末広がりに形成する。
【００４６】
ダスト再飛散板１９を配置することにより、サイクロン１１によりガスから分離された、下部の円錐状筒４を降下する中粒子、細粒子のダストが拡大管９を流出して上昇するガス同伴されるのを防止して再飛散しないようにする。
【実施例３】
【００４７】
図５は、本発明のダストキャッチャの別実施例の図である。前記図１及び図４に示すダストキャッチャと同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４８】
本実施例では、前記実施例１と同様に、サイクロン１１はサイクロン１１の粗粒分離ガス導入管１２が高速のガス流れに直接影響を受けないように拡大管９で偏流する側を除いた位置に配置する。
【００４９】
さらに、本実施例では、各サイクロン１１で捕捉されたダストは排出口２０によりダストキャッチャの系外に導かれ、排出口２０の下端部にバルブ２１を設けている。
【００５０】
高炉ガスから捕捉されるダストとして、粗粒のダストの主成分は、鉄粉、石炭粉であり、これらは例えば、製鉄原料として再利用されている。一方、中粒子、細粒子のダストは、亜鉛、鉛の含有量が多いため製鉄原料として使用することができないため、これらは例えば、焼成後、高炉セメントの副原料として再利用されている。つまり、捕捉されるダストの粒度（種類）によりその再利用先が異なっている。
【００５１】
本願発明において、上記の如く構成しているため、ダストキャッチャで捕捉されるダストは、粗粒のダストであり、一方サイクロンで捕捉されるダストは、中粒子、細粒子のダストであり、これらが捕捉後、混在されていないので、再利用の場合、前記両者を分別することなく即利用することが可能である。
【００５２】
また、サイクロン１１ごとにダストキャッチャの系外に設けてダスト排出ダクトを容器内で横断させないので、ダストを含むガスによる磨耗が低減される。
【符号の説明】
【００５３】
１：容器                ２：筒状体
３：上部の円錐状筒      ４：下部の円錐状筒
５：ガス排出管          ６：ダスト
７：バルブ              ８：ガス導入管
９：拡大管            １０：仕切り板
１１：サイクロン        １２：粗粒分離ガス導入管
１３：ガス流出管        １４：ダスト排出ダクト
１５：高炉              １６：ダクト
１７：ダストキャッチャ  １８：曲管
１９：ダスト再飛散板    ２０：排出口
２１：バルブ            ２２：高速ガス領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010255049.tif 000007
【図６】
2010255049.tif 000008
【図７】
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